Pollution atmosphérique

Pollution de l'air

La pollution de l'air (ou pollution atmosphérique) est un type de pollution défini par une altération de la pureté de l'air, par une ou plusieurs substances ou particules présentes à des concentrations et durant des temps suffisants pour créer un effet toxique ou écotoxique.

On compte aujourd'hui des dizaines de milliers de molécules différentes, polluants avérés ou suspectés qui, pour beaucoup, agissent en synergie entre eux et avec d'autres paramètres (UV solaire, ozone, hygrométrie, acides, etc.). Les effets de ces synergies sont encore mal connus. Les seuils de pollution sont mis en évidence par des indicateurs comme l'ozone qui n'est pas classé comme polluant mais comme gaz irritant, puisque étant un élément majeur de la dépollution de l'air.

La pollution de l'air a quelques sources anciennes ; on sait aujourd'hui que l'air intérieur de nombreuses habitations traditionnelles, enfumé par des foyers mal conçus, nuisait et nuit encore à la santé.

Un problème délicat est de savoir quand et de quelles façons les gens du moyen âge ont pris conscience du danger car ils sont incapables de saisir l'origine microbienne des maladies qui les menaçent. Ils craignaient par dessus tout que ce soit l'air et l'eau qui soient "corrompus" parce qu'ils les estiment comme la source de leurs malheurs.

Les poussières, fumées et vapeurs émises par les mines de plomb, de cuivre et de mercure de la Rome antique ou par leurs installations de raffinage et de fonderie ont laissé des traces jusque dans la glace du pôle nord, via le déplacement des masses d'air polluées.

Mais c'est au XIXe siècle qu'une pollution importante et chronique a recouvert les villes de la révolution industrielle.

La pollution de l’air résulte principalement des gaz et particules rejetés dans l’air par les véhicules à moteur, les installations de chauffage, les centrales thermiques et les installations industrielles : dioxydes de carbone, de soufre et d’azote, poussières, particules radioactives, produits chimiques (dont certains engrais et pesticides), etc.

Cette distinction est parfois difficile à établir ; la dégradation anthropique des sols (ex : réchauffement des pergélisol) peut favoriser des émissions de méthane qu'on jugera ou non naturel, de même qu'une aridification anthropique induite par le drainage, le surpâturage, la salinisation et dégradation des sols favorise des envols de poussière qu'il est difficile de différencier des envols naturels à partir des déserts supposés naturels ou originels.

De plus en plus nombreux, ils rejettent des gaz polluants : gaz carbonique (non toxique mais cause essentielle de l'effet de serre), monoxyde de carbone, oxydes d'azote… jusque dans la haute atmosphère avec les avions et fusées. La plupart des moteurs font appel aux énergies fossiles (pétrole, houille, gaz naturel), à l'origine d'une pollution chronique depuis le début du XXe siècle. Près de 25% des gaz à effet de serre sortent des pots d'échappement.

Les besoins en énergie augmentent et leur satisfaction entraîne une pollution croissante sur la planète, notamment en Chine qui en 2006 est devenu le pays le plus émetteur de CO2 avec la délocalisation d'une grande partie de la production des pays riches (La chine utilise à 69 % le charbon pour sa production énergétique, ce qui est un taux 42 fois plus élevé que la moyenne mondiale). La Chine reste cependant derrière les États-Unis en termes de CO2 émis par habitant. En 2007, une centrale au charbon y serait mise en route tous les 3 jours, chacune développant la puissance d'un réacteur nucléaire.

La fabrication de la plupart des articles domestiques dans le monde entraîne la libération de substances chimiques toxiques, dans l’atmosphère. C’est le cas, notamment pour la fabrication d’objets en matières plastiques. Selon les cas et les pays, les entreprises sont contrôlées et/ou doivent produire des autocontrôles ou évaluation de leurs émissions polluantes. En Europe, certaines données sont obligatoirement publiques (Convention d'Aarhus) et transmises à un registre européen des rejets et des transferts de polluants (remplaçant l'ancien registre européen des émissions de polluants (EPER), traduit en France par l'Arrêté du 31 janvier 2008 et un registre national ; le sol, l'eau et l'air doivent être pris en compte, pour les entreprises produisant des produits dangereux produits à plus 2 t/an, et de déchets non dangereux à plus de 2 000 t/an. Le 13 mars 2008, une circulaire a ajouté 22 polluants de l’air et 22 de l’eau à l'ancienne liste des substances.

En particulier, dans le cas de la pollution aérienne, la diffusion des polluants joue un rôle important dans les effets constatés : dans certains cas, une pollution importante mais d'origine ponctuelle va se diffuser sur une zone géographique importante et avoir un impact faible, dans d'autres cas, une pollution diffuse (par exemple issue des transports) va être concentrée par les vents et le relief et ainsi avoir un impact notable sur les populations.

L'ozone est dit polluant secondaire ; il n'est pas émis directement dans l'air mais résulte d'une réaction photochimique impliquant des précurseurs, des polluants issus de l'automobile, essentiellement les oxydes d'azote. Il est une des causes du smog. L'ozone se développe plus intensément en période de temps chaud et ensoleillé : les concentrations en ozone sont ainsi plus élevées durant la période estivale. A noter que l'on parle ici de l'ozone troposphérique, c'est à dire de l'ozone des basses couches de l'atmosphère, qui est un polluant majeur et provoque notamment des problèmes respiratoires. Au contraire, l'ozone dans la haute atmosphère, formé par des mécanismes différents, donne naissance à la couche d'ozone qui protège des rayonnements ultraviolets.

Effets sur la santé : Lors de pics de pollution, les NOx occasionnent des troubles respiratoires, inflammation et obstruction des voies aériennes et augmentation de la sensibilité aux attaques microbiennes.

Personnes à risque : fumeur, patient atteint de troubles respiratoires (dont asthme, allergie) personnes fragiles, âgées et atteintes de problèmes cardiovasculaires notamment.

Les composés organiques volatils sont des hydrocarbures qui peuvent être émis par des facteurs anthropogéniques (production d'essence, émanation de solvant) et aussi par la végétation.

Alors que le dioxyde de carbone n'est pas toxique en soi, et favorise en fait la croissance des plantes, les environnementalistes ont mis en évidence dans les années 1990 que l'excès de dioxyde de carbone est une forme de pollution, en raison de son action dans le processus de réchauffement climatique (voir gaz à effet de serre). C'est notamment pourquoi le Protocole de Kyoto, entré en vigueur en 2005, a établi un calendrier de réduction des émissions de ce gaz.

Bien que mis en doute par une faible minorité, le consensus du rapport du GIEC de 2007 précise que la probabilité est de 90 % que l'homme soit responsable du changement climatique observé entre l'âge industrielle à ce jour.

Le méthane (CH4) est nuisible par sa grande contribution à l'effet de serre. Son potentiel de réchauffement global sur une durée de 100 ans est de 25 fois celui du CO2. Comme le méthane se dégrade assez rapidement dans l'atmosphère, la valeur est encore plus forte sur une durée de 20 ans : 72 fois celui du CO2.

Le protoxyde d'azote N2O, est un gaz à effet de serre très important malgré des concentrations assez faibles, en raison de son potentiel de réchauffement global sur une durée de 100 ans égal à 298 fois celui du CO2. La production du N2O est essentiellement une conséquence de l'utilisation d'engrais azotés en agriculture, et n'a rien à voir avec les autres oxydes d'azote, qui sont eux produits par la combustion, notamment dans les moteurs.

Dès les années 1980, il a été démontré que les chlorofluorocarbones (CFC, dits « fréons ») ont des effets potentiellement négatifs : destruction de la couche d'ozone dans la stratosphère ainsi qu'importante contribution à l'effet de serre. Le protocole de Montréal mis un terme à la production de la grande majorité de ces produits.

Le poids de ces particules et leur taille, de l'ordre du micromètre à la centaine de micromètres de diamètre, leur permettent de se diffuser au gré des vents, voire pour les nanoparticules de se comporter comme des gaz. Une fois émises, elles peuvent rester en suspension pendant des heures et même des jours ou des mois. Elles peuvent pénétrer profondément dans les poumons et ce d'autant plus que leur taille est réduite (particules fines, plus petites que 2,5 µm). Dépendant de leur constitution (mélange comprenant plusieurs éléments), de leur concentration et des durées d'exposition, les particules peuvent causer des allergies, des difficultés respiratoires ou encore des lésions pouvant entraîner des cancers dans certains cas.

La pluie en lessivant l'atmosphère ramène de nombreux polluants au sol. Mais une partie d'entre eux, pourra, une fois déshydratée, repartir dans l'air. Certains polluants plus légers que l'eau ou liposolubles sont provisoirement fixés par les océans, dans le biofilm de surface, mais ils peuvent repasser dans le compartiment atmosphérique par évaporation ou via les embruns emportés par le vent à des dizaines voire des centaines de kilomètres lors des tempêtes.

La principale cause est l'activité anthropique, mais certains événements naturels peuvent perturber la composition de l'air de façon non négligeable et durable, comme une éruption volcanique ou certains feux naturels à très grande échelle.

La plupart des pays se sont dotés de lois sur l'air (Clean Air Act), Loi sur l'air en France, etc.

En Europe, les voitures neuves devront en 2012 ne pas émettre en moyenne plus de 120 grammes de CO2 par kilomètre contre de 160 en 2006. Les constructeurs automobiles devront y contribuer jusqu'à 130g/km, les 30 g restant étant assuré par l'ajout de biocarburants et/ou des nouvelles technologies.

L'annexe VI de la convention marpol traite de la pollution de l'air par les navires.

La pollution de l'air semble avoir des conséquences globales ; en affectant la santé de nombreux êtres vivants évolués, et même d'espèces réputées primitives et résistantes (lichens, algues, invertébrés..). La pollution peut directement tuer des organismes (ex : lichens sensibles à la pollution acide de l'air). Elle a aussi des impacts indirects (par exemple en dégradant les odeurs, fragrances florales, hormones ou phéromones avant qu'elles atteignent leurs cibles), ce phénomène pouvant pour partie expliquer le déclin de certaines populations pollinisateurs (dont certains oiseaux, chauve-souris nectarivore) constaté dans tous les pays industriels et agricoles. Il pourrait aussi expliquer les difficultés qu’ont les individus de certaines espèces (lézards, serpents, amphibiens, certains mammifères) à se reproduire (mâle et femelles ne se retrouvant plus ou moins bien) ou de certaines espèces à se nourrir (l’individu ne percevant plus aussi bien l’odeur qui le conduisait à sa source de nourriture). Certaines phytohormones pourraient moins bien jouer leur rôle de médiateur biochimique, rendant certains végétaux plus fragiles et vulnérables à leurs prédateurs. Les relations prédateurs-proies pourraient être également affectées là où l’air est pollué..

La réduction des fines particules en suspension dans l'air augmente l'espérance de vie. La réduction de la pollution de l'air peut contribuer jusqu'à 15% de l'espérance de vie globale.

Métrologie : Elle est rendue délicate par le caractère multifactoriel des problèmes, la pollution de l'air n'étant parfois qu'un des paramètres en cause. Des protocoles épidémiologiques et écotoxicologiques d'évaluation des impacts de la pollution de l'air se développent depuis les années 1980 pour mieux quantifier le nombre de cas attribuables à une pollution spécifique (par exemple en France, pour les plans régionaux pour la qualité de l’air (PRQA) prévus par la loi sur l'air. En France, l'évaluation se fait en 6 étapes: 1) définition d'une période d’étude, 2) définition d'une zone d’étude, 2) recueil et analyse d'indicateurs d’exposition à la pollution de l'air, 4) et d'indicateurs sanitaires, 5) choix de relations exposition-risque, 6) calcul du nombre de cas imputable à cette pollution. Des outils aident les chercheurs à construire des indicateurs (d’exposition, de vulnérabilité, sanitaires..) et pour le calcul des cas selon différents scénarios.

Les champignons sont aussi bios accumulateurs, notamment pour les métaux lourds et radionucléides. À ce titre, ils peuvent être utile pour détecter des pollutions anciennes (mercure par ex, très bio accumulé par les arbres, puis par le champignon (ex : Oreille de Judas), chaque espèces semblant avoir des préférences pour certaines catégories de métaux.

Depuis plus de deux siècles, l'augmentation massive de la production et de la consommation d'énergie, due au développement des industries, des transports et du chauffage, ainsi que le remplacement, comme combustible, du bois par le charbon et les dérivés du pétrole, ont entraîné d'importantes émissions atmosphériques de composés soufrés, soit sous forme gazeuse (SO2), soit liés à des particules (cendres volantes micrométriques, suies nanométriques). Il en a résulté une importante sulfatation des matériaux du patrimoine bâti, surtout la pierre, se manifestant par l'apparition, à l'interface matériaux-atmosphère, de sulfate de calcium hydraté (Gypse: CaSO4, 2H2O). Cette sulfatation est accompagnée d'altérations physiques et esthétiques, selon des modalités complexes dépendant, en plus des concentrations en soufre d'origine atmosphérique, d'autres paramètres tels que l'humidité relative de l'air, l'exposition ou non des matériaux à la pluie, de leur disponibilité en calcium, de leur porosité, de leur rugosité...

La nature chimique et minéralogique, ainsi que les propriétés physiques de la surface des matériaux en cours de sulfatation, influent sur ce phénomène en déterminant uniquement ses modalités, qui vont ainsi sensiblement différer d' une pierre calcaire à une pierre siliceuse, d' une pierre compacte à une pierre poreuse, d' une pierre à un bronze ou à un verre, etc...

Le durcissement de la réglementation ces dernières décennies en matière d'émissions atmosphériques, l’abandon du charbon et la désulfuration des combustibles ont porté leurs fruits: les teneurs en SO2 et en cendres volantes ont considérablement chuté. Cependant, une évolution s'est faite en sens inverse: les teneurs en NOx, provenant de l'oxydation de l'azote atmosphérique lors de toute combustion, et les teneurs en particules très fines, les suies, provenant de la combustion d'autres carburants que le charbon et le fioul lourd (essence, fioul léger, kérosène, gaz naturel...) n'ont pas diminué et occupent désormais le devant de la scène, malgré les efforts importants des motoristes automobiles.

Les pellicules noires fines, lisses et compactes que l'on voit actuellement se développer sur les bâtiments récemment nettoyés ont ainsi remplacé les croûtes noires gypseuses : la salissure noire (soiling en anglais) a remplacé la sulfatation. Par ailleurs, la formation de nitrates à la surface des matériaux, à partir des oxydes d’azote et de l’acide nitrique, est très rarement observée, probablement du fait de leur très grande solubilité dans l'eau, qui les fait disparaître sitôt formés.

La sulfatation des façades des bâtiments et des statues en atmosphère urbaine polluée concerne tous les matériaux qui les constituent.

B - Une pierre comme le tuffeau de Touraine, très poreuse et très rugueuse en surface, montre aussi de très nombreux exemples de tels puzzles blanc-gris-noir. Ainsi, la cathédrale de Tours et les monuments ou les maisons du Val de Loire, devraient être entièrement noirs s'ils n'assuraient pas spontanément leur "auto-nettoyage" par le détachement régulier de plaques noires. Mais cet "auto-nettoyage", s'il dispense d'une intervention des entreprises d'entretien des façades, a une conséquence économique importante: s'il est inutile de les nettoyer, il faut remplacer les pierres, car chaque détachement de plaque entraîne une perte de matière et un sérieux recul de la surface de l'édifice. L'auto-nettoyage permanent entraîne la nécessité de chantiers permanents de remplacement de la pierre. Le phénomène peut être sensiblement freiné en substituant au tuffeau poreux une pierre moins poreuse comme la pierre de Richemont. La cathédrale de Tours montre encore, par exemple dans le cloître de la Psallette qui lui est adossé au Nord, que les parties abritées de la pluie peuvent montrer elles aussi le phénomène du puzzle blanc-gris-noir: les condensations d'eau sont tellement importantes sous les voûtes de ce cloître que cette eau percole à travers les croûtes noires, pénètre dans la roche sous-jacente et s'y évapore en profondeur selon le mécanisme que nous venons de décrire dans les parties exposées à la pluie.

C - Enfin, un puzzle blanc-gris-noir peut encore apparaître lorsque des remontées capillaires d'eau chargée de sels s'ajoutent à la pollution atmosphérique. C'est le cas par exemple à Venise, à la base des palais construits en pierre blanche d'Istrie où les croûtes noires dues à l'accumulation et à la cimentation des poussières atmosphériques restent adhérentes aux parties des édifices situées à l'abri de la pluie, mais se détachent spontanément en puzzle lorsque les sels des remontées capillaires cristallisent à la base des mêmes édifices qui sont baignés par l'eau de mer.

Des changements de nature de la pollution atmosphérique - et donc des dépôts sur les matériaux - se sont produits dans le passé, quand la nature des combustibles a changé.

L'utilisation massive du charbon, puis des dérivés du pétrole aux 19ème et 20ème siècles, a succédé à l'utilisation non moins massive du bois, combustible universel et unique pendant de nombreux siècles (cuisine, chauffage, artisanat...). Il en résultait alors une probable pollution atmosphérique dont on retrouve trace dans la littérature et même dans la peinture antérieure à la révolution industrielle et à l'invention de la photographie. On en retrouve aussi des reliquats sur des éléments de façade anciens, exposés à l'atmosphère anté-industrielle et qu'un concours de circonstances a épargnés ensuite de l'action de l'atmosphère industrielle.

A - Un exemple démonstratif de tels reliquats est celui des Têtes des Statues des Rois de Juda, actuellement exposées au Musée National de Moyen Age, en l' Hôtel de Cluny, à Paris. Ces statues ont orné la façade de Notre-Dame de Paris depuis l'époque gothique (XIIe siècle) jusqu'à la Révolution française (1793) lors de laquelle elles furent martelées, décapitées, et jetées à bas, avant d'être évacuées vers un lieu inconnu (1796). Au XIXe siècle, Viollet-le-Duc fit exécuter les copies que l'on voit actuellement sur la façade de la cathédrale. Vingt-et-une des vingt-huit têtes originelles furent retrouvées fortuitement en 1977, lors de travaux souterrains rue de la Chaussée d' Antin et transportées au musée où elles peuvent dorénavant être examinées. Cet examen révèle la présence de croûtes grises sur les faces des statues mais pas sur les tranches des cous: cet encroûtement s'est donc produit antérieurement à leur enfouissement, c'est-à-dire durant leur exposition à l'atmosphère du centre de Paris entre le 12ème et le 18ème siècles. L'examen microscopique du contenu de ces croûtes grises montre d'abondants débris de bois cimentés par une gangue minérale majoritairement calcitique et peu sulfatée. Ce résultat prouve l'empoussièrement massif (au point d'en incruster les éléments des façades) de l'atmosphère parisienne anté-industrielle, la nature des poussières révélant celle du combustible dominant, le bois, et la nature du ciment révélant celle du gaz polluant dominant, le CO2, accompagné de faibles doses de SO2.

B - En 1770, Demachy peignait une toile intitulée "La démolition de l'Eglise Saint-Barthélémy en la Cité", actuellement exposée au Musée Carnavalet à Paris, sur laquelle on observe clairement des croûtes grises aux endroits où les attend, compte-tenu des connaissances exposées ci-dessus (les parties de la façade de l'église abritées de la pluie, en particulier la partie haute des colonnes). De plus, la source occasionnelle de ces dégradations esthétiques est elle-même peinte: un brasero brûlant évidemment du bois. L'église Saint-Barthélémy en la Cité occupait l'emplacement actuel du Tribunal du Commerce, Boulevard du Palais, à 200 m de Notre-Dame où les mêmes causes produisaient les mêmes effets à la même époque.

C - D'autres croûtes grises anté-industrielles sur la pierre ont été trouvées à Paris sur le Pilier des Nautes, à Saint-Trophime d'Arles, à Bologne, à Rome... et d'autres exemples de représentations de croûtes noires, aux endroits où elles doivent être, existent sur les toiles de certains peintres vénitiens du XVIIIe siècle bons observateurs (Canaletto, Guardi, Bellotto...), alors que chez leurs prédécesseurs et contemporains (Titien, Véronèse...) les zones sombres ne résultent que du jeu de la lumière avec l'architecture. Les premiers ont peint ce qu'ils voyaient, les seconds ce qu'ils imaginaient...

A -Le verre a la réputation d'être un matériau inaltérable. En effet, beaucoup d'objets anciens en verre nous parviennent apparemment intacts; cependant, les instruments modernes d'investigation montrent que si, à l'échelle macroscopique un verre peut sembler inaltéré, il n'en est pas de même à l'échelle microscopique. Le principal agent d'altération du verre est l'eau, qui provoque, lorsque son pH est inférieur à 9, un lessivage superficiel ou lixiviation ("leaching") des alcalins et alcalino-terreux, éléments dits "modificateurs" du réseau irrégulier de tétraèdres SiO4, dits "formateurs". Il en résulte la formation d'une couche de gel siliceux hydraté qui fait écran à la propagation de la lixiviation en profondeur. De fait, celle-ci ne progresse qu'à la faveur de fractures parallèles ou perpendiculaires à la surface du verre. Lorsque le pH de l'eau dépasse 9, la structure en tétraèdres est elle-même détruite et le verre se corrode. Dans les conditions de la pollution atmosphérique, le pH est plutôt acide que basique et la lixiviation prédomine. Son intensité dépend essentiellement de la composition chimique du verre: les verres et vitraux anciens sont généralement silico-calco-potassiques et sont peu durables; les verres modernes sont silico-calco-sodiques et sont très durables.

B - Les vitraux anciens des églises, que l'on ne nettoie pas régulièrement, s'altèrent sous la pluie par lixiviation ou par corrosion (apparition de cratères), et ils s'opacifient par le développement de croûtes sulfatées dans les parties abritées de cette pluie. De plus, ils ont le plus souvent une composition chimique qui favorise leur altérabilité (richesse en potassium, pauvreté en sodium). L'action de la pollution atmosphérique contemporaine sur des échantillons de verre ayant la composition de vitraux anciens consiste en une lixiviation par la pluie entraînant en surface l'apparition de néo-cristallisations dont la composition chimique reflète dans un premier temps la composition du verre et celle des polluants gazeux (sulfates et nitrates de calcium, sodium, potassium...). Mais, peu à peu le gypse devient le minéral dominant et il cimente des particules atmosphériques. On assiste ainsi au développement progressif d'une croûte noire gypseuse comme sur la pierre ou le bronze, dans les zones abritées de la pluie.

C - Le principal dommage causé au verre moderne par la pollution atmosphérique est d'ordre esthétique: il s'agit d'une salissure ("soiling") provoquée par le dépôt et la rémanence de poussières à sa surface, y compris dans les parties lessivées par la pluie, ce qui peut paraître paradoxal, et qui nécessite des nettoyages incessants, souvent à grands frais. En revanche, la lixiviation de ces mêmes verres modernes sodiques est un phénomène insignifiant, sans conséquences macroscopiques visibles à court terme.

Certains polluants atmosphériques, notamment les CFC, détruisent la couche d'ozone.

Attention : l'ozone est un gaz toxique et il est donc considéré comme un polluant dans l'air près du sol. A ces altitudes, il s'agit d'ozone produit essentiellement par des activités humaines. Dans les couches à haute altitude, où il est présent naturellement, il arrête une partie des rayons UV et a donc un rôle positif et ne peut plus être considéré comme polluant. C'est pour cette raison qu'on parle parfois de "bon" et de "mauvais" ozone.

N.B. la Russie et la Chine ne font pas partie de l'OCDE.

Selon l’Agence d'information sur l'énergie, les rejets de CO2 américains ont chuté de 1,3 % en 2006 à cause d'un hiver moins rigoureux.

Selon l'Association médicale canadienne, en 2008 au moins 21 000 Canadiens décéderont des suites d'effets graves de la pollution atmosphérique.

Le développement industriel rapide de la Chine provoque une augmentation de la pollution atmosphérique, en particulier dans les grandes agglomérations du pays.

En 2007, la Chine devrait dépasser les États-Unis en termes de rejet de CO2 et devenir le premier pays pollueur du monde : les émissions de dioxyde de carbone devraient passer de 5,6 milliards de tonnes en 2006 à 6,02 cette année, ce qui représente environ 22 % du total mondial.

En 2006, la Chine est le premier pays du monde pour les émissions de dioxyde de soufre, qui ont progressé de 27 % entre 2000 et 2005. Le dioxyde de soufre est aussi un composant de la formation des pluies acides, nuisibles aux écosystèmes tels que les forêts et les lacs. Selon le New York Times, « La Chine va supplanter les États-Unis en tant que premier émetteur de CO2 d’ici à 2009 » . Les émissions d’oxydes d’azote et de dioxyde de soufre sont 8 à 9 fois plus élevées que dans les pays développés.

Les conséquences de la pollution atmosphérique sur la santé des Chinois sont dramatiques : on estime qu'elle est responsable de 358 000 décès et 640 000 hospitalisations en 2004.

En tant que pays émergent, la République Populaire de Chine n'est pas contrainte à respecter le protocole de Kyoto. Pourtant, le pays est affecté par le réchauffement global de la Terre : 80 % des glaciers de l'Himalaya se sont réduits, ce qui a des conséquences sur les cours d'eau qui naissent dans ces montagnes et coulent en Chine. En 2006, le Sichuan a connu une grave sécheresse.

L'Union européenne a enregistré une amélioration nette et globale pour le dioxyde de soufre, le plomb et le monoxyde de carbone (émissions divisées par deux de 1995 à 2004, alors que les PM-10 chutaient de 44% de 1990 à 2004). Cependant le Benzène (qui a pour partie remplacé le plomb de l'essence) pose problème, de même que les pics d'ozone qui ne diminuent pas en dépit d'une baisse des émissions de précurseurs d’ozone (- 36% de 1990 à 2004).

Hormis pour les pesticides, ce sont les urbains qui sont le plus exposés, surtout dans le Benelux, la Pologne, la République tchèque, la Hongrie, la vallée du Pô (Italie) et le sud de l’Espagne. (20% à 30% des urbains de l'UE-25 sont potentiellement exposés à des taux d'au moins 3 polluants (dioxyde d’azote, PM-10, et ozone) dépassant les normes européennes. Les PM-10 seraient selon l'UE globalement responsable d'une une perte d’espérance de vie de 9 mois (pour les européens de l’UE-25).

Des progrès sont localement constatés en matière d'acidification et eutrophisation, mais en 2004 15% des écosystèmes naturel ou semi-naturel de l’UE-25 étaient concernés par des retombées acides critiques, surtout à cause des retombées de nitrates et ammoniac issus de l’agriculture et d'oxydes émis par les véhicules et chaudières ou cheminées. l'UE estimait en 2007 que 47% de ses espaces d’écosystèmes naturels ou semi-naturels étaient en 2004 soumis à une eutrophisation induite par la pollution azotée de l'air. «Air pollution in Europe 1990-2004», Rapport n°2/2007 de l'Agence européenne de l'environnement (EEA).

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Pollution acido-particulaire

La pollution « acido-particulaire » est un phénomène de pollution atmosphérique dans lequel deux polluants s'associent : le dioxyde de soufre et les particules en suspension (PS, et PM quand on parle de particules micrométriques).

Elle est nommée ainsi, car elle peut conduire à une acidification de l'air par la transformation progressive du SO2 en SO3, puis en acide sulfurique (et aux particules associées).

C'est un type de pollution qui est en diminution dans les pays riches, suite à l'adoption de technologies moins polluantes, parfois imposées par les lois et directives, et suite à l'utilisation croissante de fuel et de gaz désoufrés. Inversement c'est un type de pollution en forte augmentation dans nombre de pays en développement.

Cette forme de pollution est une pollution d'origine essentiellement industrielle, ayant lieu en période hivernale et toujours assez localisée. De fortes émissions industrielles, cumulées avec celles des automobiles et des chauffages domestiques, avec des émissions de SO2 et de particules, associées à de mauvaises conditions de dispersion atmosphérique (brouillard, vent faible, couche d'inversion basse et intense) en sont toujours les causes.

On distingue nettement ce type de pollution de la pollution photo-chimique (ou pollution photo-oxydante) liée aux phénomènes d'ozone parfois observés en été.

Les polluants agissent en synergie. L'air acide dégrade les muqueuses pulmonaires, et les rend plus fragiles et vulnérables face à des particules, éventuellement allergènes, cancérigènes et mutagènes notamment. Les plantes et probablement les animaux souffrent aussi de ce type de pollution.

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Pollution de Londres

L'agglomération de Londres a été notablement affectée par la pollution atmosphérique à diverses reprises.

Pollution essentiellement d'origine industrielle, les polluants concernés (dioxyde de soufre, particules en suspension) ont atteint des concentrations très élevées, à la faveur de conditions climatiques propices à leur accumulation (brouillards intenses, couche d'inversion atmosphérique intense et de basse altitude, etc).

Ces pollutions atmosphériques historiques sont parmi les plus élevées ayant atteint le monde occidental : les spécialistes les dénomment « pollution acido-particulaire ».

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Géographie de la Chine

La Chine est le troisième pays le plus vaste du monde et le premier pour sa population. Mais l'occupation et l'aménagement du territoire révèlent d'importantes disparités. La géographie de la Chine est à la fois marquée par des contraintes naturelles, une histoire ancienne, un système politique particulier et une récente ouverture sur le monde. Avec plus de 5 000 km d’une frontière à l’autre, la Chine présente des paysages très variés. La moitié orientale du pays est composée de plaines fertiles, de montagnes, de déserts et de steppes. La moitié occidentale est occupée par des dépressions, des plateaux vallonnés et des massifs, dont une partie du plus haut plateau du monde.

Le relief de la Chine est d’une grande diversité. Mais il est avant tout marqué par la montagne : 40 % du territoire chinois se trouve au-dessus de 2 000 mètres d'altitude. Les géographes distinguent en général trois grands ensembles, disposés en espalier, avec un gradient d'altitude décroissant de l'ouest vers l'est. Un escarpement continental, qui court du Grand Khingan au plateau Yunnan-Guizhou en passant par les monts Taihang, sépare les plateaux arides du nord et de l’ouest des plaines fertiles de l’est, où se concentre la grande majorité de la population et de l’agriculture intensive.

Les montagnes chinoises sont parmi les plus hautes d’Asie et du monde. Les principaux fleuves du pays y prennent leur source. L'Himalaya sépare le monde chinois (au nord) du monde indien (au sud). La chaîne culmine à 8 850 mètres au Mont Everest, situé à la frontière sino-népalaise. Derrière l'Himalaya, en allant vers le nord, on trouve le plateau tibétain, encadré par le Karakorum et les monts Kunlun. Ces derniers se séparent en plusieurs branches au fur et à mesure que l’on part vers l’est depuis le Pamir. Les branches septentrionales, l’Altyn Tagh et le Qilian Shan, forment le bord du plateau tibétain et contournent le bassin du Qaidam, une région sablonneuse et marécageuse contenant plusieurs lacs salés. La branche sud des monts Kunlun sépare les bassins collecteurs du Huang He et celui du Yangtsé. Le nord-ouest de la Chine est occupé par deux bassins désertiques séparés par la chaîne du Tian Shan : au sud, le bassin du Tarim, le plus grand du pays, riche en charbon, pétrole et minerai et la Dzoungarie au nord. Enfin, la frontière avec la Mongolie est marquée par la chaîne de l’Altaï et le désert de Gobi, qui s'étend au nord des monts Qinling. Le corridor du Gansu, à l’ouest du coude du Huang He, fut une voie de communication importante avec l’Asie centrale.

Le centre de la Chine est en moyenne moins élevé que les régions occidentales du pays. Le relief se compose de moyennes montagnes, de plateaux, de collines et de bassins. Mais on peut distinguer plusieurs sous-ensembles souvent compartimentés.

Au nord de la Grande Muraille se trouve le plateau de Mongolie à une altitude moyenne de 1 000 mètres ; il est traversé d’est en ouest par les monts Yin à 1 400 mètres d'altitude environ. Au sud se trouve le plus grand plateau de lœss au monde, couvrant une surface de 600 000 km2 à cheval sur les provinces de Shaanxi, Gansu et Shanxi, ainsi qu’une partie de la région autonome de Ningxia-Hui.

Au sud du Qinling se trouvent les régions densément peuplées et fortement industrialisées des plaines du Yangtsé ainsi que, en amont, le bassin du Sichuan.

Secondaire au Qinling en tant que frontière intérieure, la chaîne du Nanling est la plus méridionale des chaînes traversant le pays d’est en ouest. Au sud du Nanling, le climat tropical permet deux récoltes de riz annuelles. Au sud se trouve le bassin de la rivière des Perles. À l’ouest, le plateau Yunnan-Guizhou s’élève en deux étapes, atteignant respectivement 1 200 et 1 800 mètres d’altitude, en direction des montagnes escarpées marquant la limite orientale du plateau tibétain.

Le sud de cet ensemble est davantage marqué par l'altitude : le Yunnan se distingue par son relief karstique et ses vallées encaissées.

Mis à part les moyennes montagnes du sud-est (Fujian), les régions littorales sont constituées de plaines et de collines de faible altitude propices à l'agriculture et aux fortes densités humaines. C'est dans cette région que les trois grands fleuves chinois se jettent dans la mer, en formant des deltas. La côte méridionale est davantage découpée que celle du nord.

Le territoire chinois se divise en deux zones. À l’Ouest une zone endoréique qui englobe 1/3 du territoire chinois, c’est une hydrographie qui ne parvient pas à la mer, et une zone exoréique à l’Est, les 2/3 du territoire. On compte en chine près de 50 000 cours d’eaux avec un bassin supérieur à 100 km2 et plus de 2800 lacs supérieur à 1 km2.

Dans la zone endoréique on trouve 3 bassins principaux. Le bassin du haut Tibet avec 1 000 000 km2 qui écoule 0,1% du total chinois. Le bassin du Xinjiang 2 000 000 km2 et 0,3% de l’écoulement de la Chine. Enfin le domaine mongol occidental avec 400 000 km2, c’est le désert de Gobi il n’y a pas d’écoulement permanent.

La zone exoréique comporte plusieurs bassins principaux. On trouve le bassin du Heilong Jiang qui couvre un bassin de 1 000 000 km2 et écoule 7% du total chinois, il a 3 affluents principaux. La chine du Nord 650 000 km2. Il y a une faible alimentation générale mais des crues extrêmement brutales dûes aux pluies concentrées essentiellement sur 2 mois. Record du monde de turbidité. Le réseau du Sud Est 200 000 km2. La course des fleuves est forte mais courte. Très forte alimentation (mousson, typhons). Important débit mais une turbidité plus faible qu’au Nord. Le réseau méridional, il y a un grand fleuve le Xi Jiang qui prend sa source aux Yunnan et se jette à l’embouchure de la rivière des Perles. 3e fleuve de chine beaucoup d’affluents essentiellement de rive gauche. Bassin 2 fois moins étendu que celui du fleuve jaune, mais il écoule un volume 5 fois supérieur, en été le débit peut atteindre 50 000 m3/s. C’est l’un des fleuves les moins dangereux de la Chine. Le réseau du Sud Ouest se compose de fleuves nés au Tibet et qui s’écoulent ensuite en Inde et dans la péninsule indochinoise. Les fleuves sont encaissés et alimentés par la mousson du Bengale et la fonte des neiges.

Le Yangtsé est le plus long fleuve de Chine, troisième fleuve du monde après le Nil et l’Amazone. Il est navigable sur une grande partie de sa longueur et porte le site du barrage des Trois-Gorges. Il prend sa source au Tibet puis traverse 6 300 km au cœur de la Chine, drainant un bassin hydrographique de 1,8 million de km² avant de se jeter dans la mer de Chine. Le bassin du Sichuan bénéficie d’un climat doux et humide et d’une longue saison de croissance, ce qui le rend propice à de nombreuses cultures. La province est une grande productrice de soie ainsi qu’une importante région industrielle et minière.

Le Fleuve Jaune (Huang He) prend sa source dans les hauts plateaux tibétains, ensuite il coule à travers la plaine de la Chine du Nord, centre historique de l’expansion de la culture chinoise. Ses riches sols alluviaux sont cultivés depuis la préhistoire. La plaine elle-même est une continuation de la plaine de Mandchourie vers le sud-ouest, bien qu’elle en soit séparée par la mer de Bohai.

Le Hai He, comme la rivière des Perles et les autres grands fleuves, coule d’ouest en est. Sa course en amont est composée de cinq rivières confluentes au niveau de Tianjin. Il parcourt ensuite 70 km avant de se jeter dans la mer de Bohai. La rivière Huai naît quant à elle dans la province de Henan et alimente plusieurs lacs avant de se jeter dans le Yangtsé près de Yangzhou.

Les eaux territoriales chinoises sont principalement des mers de l’océan Pacifique et baignent environ 5'000 îles le long des 14'000 km de côtes. La côte est principalement rocheuse au sud de la baie de Hangzhou, plutôt sableuse au nord.

Si la différence de températures entre le nord et le sud est très grande en hiver, elle est bien plus faible en été. Ainsi, la moyenne des maxima de janvier est inférieure à 0° dans le nord du Heilongjiang et la température peut par ailleurs descendre jusqu’à – 30°C. Les moyennes de juillet dépassent quant à elles 20°C. En comparaison, les moyennes de janvier sont supérieures à 10°C au centre et au sud du Guangdong, pour 28°C en juillet. La côte sud-est est exposée au risque cyclonique de juillet à septembre. Ces tempêtes tropicales provoquent chaque année d'importants dégâts provoqués par des vents violents et des inondations.

Les variations régionales des précipitations sont encore plus importantes que celle des températures. Au sud des monts Qinling, les précipitations sont abondantes, surtout pendant la mousson d’été. Le nord-est est en revanche beaucoup plus sec à cause de la présence d'un anticyclone en hiver. Au centre-nord, le désert de Gobi est considéré comme un désert froid et soumis à des tempêtes de sable. Au nord-ouest, le désert du Taklamakan est un désert d'abri où l'agriculture n'est possible que dans les oasis. Au sud-ouest, les hauts plateaux du Tibet sont aussi secs, à cause de la barrière de l'Himalaya qui bloque l'air humide venant du sud.

Charbon, minerai de fer, pétrole, gaz naturel, mercure, étain, tungstène, antimoine, manganèse, molybdène, vanadium, magnétite, aluminium, plomb, zinc, uranium, énergie hydraulique.

Les ressources en eau se montent à 2'711,5 milliards de m³ pour les fleuves et 828'8 milliards extraits des nappes phréatiques. Le pompage entraînant de l’eau provenant des fleuves, le total des ressources disponibles est de 2'821,4 milliards de m³ dont 80,9% se trouvent dans le bassin du Yangtsé. En 1993, 498'720 km2 étaient irrigués.

Les cyclones sont fréquents, cinq par année en moyenne le long des côtes orientale et méridionale, et occasionnent des inondations combinées aux pluies de la mousson.

La plus grande partie de la Chine est cependant suffisamment éloignée des lignes de failles et dépourvue de volcans, et n’est donc pas sujette aux séismes.

En 2004, la pollution a coûté à la Chine 512 milliards de yuans, soit 3,05 % du PIB.

La Chine doit faire face à un exode rural massif induit par l'industrialisation de l'agriculture qui a fait passer le nombre d'urbains de 77 millions en 1953 à 190 millions en 1980, puis à 470 millions en 2000, pour atteindre environ 650 millions en 2008 (en inclut une "population flottante" de 150 millions de travailleurs migrants). Elle a créé 246 villes nouvelles créées de 1990 à 2008, et 400 nouvelles villes sont prévues avant 2020 pour héberger de nouveaux paysans venus en ville. D'anciens bourgs comme Shenzhen ou Chongqing ont dépassé les 10 millions d'habitants. Parmi 89 villes chinoises de plus d'un million d'habitants, 49 créées ont été créées entre la fin des années 1980 et 2008. Seule 45 % des chinois sont urbains en 2008, mais ce taux devrait être de 60 % en 2020, d'après les prospectivistes qui pensent que l'exode rural amènera encore 300 millions d'habitants en ville. Un premier projet de ville écologique pour 1 million d'habitants est en cours de développement. Ces phénomènes de périurbanisation et d'urbanisation s'accompagnent d'un fort développement de l'automobile et du réseau routier, sources de pollution, de perte de milieux naturels et d'espaces agricoles, ainsi que de fragmentation écologique du territoire.

Le développement industriel et urbain rapide de la Chine provoque une augmentation de la pollution atmosphérique, en particulier dans les grandes agglomérations du pays : un tiers des grandes villes du pays sont affectées par des problèmes de pollution de l'air. Selon l'ONG américaine Blacksmith Institute, Linfen est la ville la plus polluée du monde.

En 2006, la Chine est le premier pays du monde pour les émissions de dioxyde de soufre, qui ont progressé de 27 % entre 2000 et 2005. Le dioxyde de soufre est aussi un composant de la formation des pluies acides, nuisibles aux écosystèmes tels que les forêts et les lacs.

La Chine devrait devenir le plus gros émetteur de dioxyde de carbone d'ici à 2007-2009,,.

Les émissions de dioxyde de carbone devraient passer de 5,6 milliards de tonnes en 2006 à 6,02 cette année, ce qui représente environ 22 % du total mondial.

Les émissions d’oxydes d’azote et de dioxyde de soufre sont 8 à 9 fois plus élevées que dans les pays développés.

En 2003, la Chine produisait 79% de son électricité à partir du charbon. Pékin prévoit d'ajouter environ 70 nouvelles centrales à charbon par an ; en 2006, cinq centrales à charbon étaient construites par semaine. En effet, la plupart des centrales électriques thermiques sont vétustes et très polluantes, car elles fonctionnent grâce à la technique de pulvérisation du charbon.

À la pollution provoquée par le charbon, il faut ajouter les émissions de GES des automobiles : la pollution atmosphérique est particulièrement fréquente dans les grandes agglomérations. Sur les vingt villes du monde les plus polluées, dix-sept se trouvent sur le territoire chinois. À Pékin, la pollution est bloquée par un anticyclone en hiver. Depuis le milieu des années 1990, le parc automobile chinois a été multiplié par deux.

Les conséquences de la pollution atmosphérique sur la santé des Chinois sont dramatiques : on estime qu'elle est responsable de 358 000 décès et 640 000 hospitalisations en 2004. Une enquête plus récente, menée par la Banque mondiale, porte le nombre de morts prématurées dûes à la pollution à 460 000 personnes. Les autorités reconnaissent que 6 % des enfants nés chaque année ont des malformations congénitales. Le taux de malformations a fortement augmenté ces dernières années pour atteindre 145,5 cas pour 10 000 naissances en 2006.

Les cours d'eau chinois subissent une pollution croissante : ainsi, depuis le milieu des années 1980, le niveau de pollution du fleuve Jaune a été multiplié par deux. Il supporte chaque année le déversement de 30,5 milliards de tonnes de déchets humains et industriels. Les usines polluantes des régions industrielles de l'est déversent des déchets toxiques. La pollution et la croissance du trafic fluvial ont provoqué la disparition du dauphin du Yangtsé. La pollution de l’eau serait à l'origine 118 000 morts par cancer pour l'année 2004. 75 % des lacs chinois souffrent d’eutrophisation : le lac Taihu par exemple est pollué, son écosystème très menacé. Environ 190 millions de Chinois souffriraient de maladies liées à la consommation d'une eau insalubre.

La pollution de l'eau est en grande partie d'origine agricole : le pays est le plus important consommateur d'engrais azotés du monde (280 kg par habitant et par an en 2005). Les cours d'eau sont souillés par les déchets industriels et domestiques.

En tant que pays émergent, la République populaire de Chine n'est pas contrainte à respecter le protocole de Kyoto. Pourtant, le pays est affecté par le réchauffement global de la Terre : 80 % des glaciers de l'Himalaya se sont réduits, ce qui a des conséquences sur les cours d'eau qui naissent dans ces montagnes et coulent en Chine. L'augmentation de la consommation chinoise de légumes, céréales et viande entraîne des besoins nouveaux auxquels les agriculteurs répondent par l'augmentation des surfaces irriguées. Le désert, qui représente en 2008 un tiers environ du territoire, progresse rapidement.

Les autorités chinoises sont sensibles à la désertification du nombreuses régions : la Muraille verte, des plantations d'arbres et d'arbustes pour limiter la progression du sable, est plantée depuis les années 1980 dans le nord et l'ouest du pays. Cependant, ses résultats sont limités faute d'entretien, et de nombreux arbres sont déjà morts en Mongolie intérieure dans le Hebei. Un projet de détournement des eaux du Yang-Tsé vers le nord est à l'étude.

En 2006, le Sichuan a connu une grave sécheresse ; pendant l'hiver 2007-2008, la sécheresse a affecté le nord et le sud du pays. Les nappes phréatiques du nord du pays sont surexploitées, si bien qu'une partie des eaux du Chang Jiang doivent être transférées au nord par un système de canaux et d’aqueducs. 400 villes manquent structurellement d'eau et 30 millions de ruraux sont confronté chaque année à des pénuries. Plusieurs cours d'eau sont régulièrement à sec et le Hubei a vu la disparition de plusieurs centaines de lacs. Début 2008, les premières dunes du désert de Gobi se trouvent désormais à 80 km de la capitale. Le réservoir de Guanting, qui alimente Pékin en eau, a vu son niveau baissé de moitié entre 2002 et 2007.

10 millions d’hectares de terres cultivées (soit 10 % du total) sont pollués.

Ce phénomène entraîne l'exode rural massif. Selon le gouvernement chinois, 34 % des Chinois vivant à la campagne en 2004 n’avaient pas accès à l’eau potable.

L’intense urbanisation réduit l’espace rural. Il est nécessaire de déboiser les pentes des vallées fluviales, ce qui provoque une intense érosion. Au Tibet, des zones forestières autrefois verdoyantes comme le Kongpo ont été transformées en un paysage lunaire. En 1949, les forêts recouvraient 221 800 kilomètres carrés, soit près de la moitié de la superficie de la France. En 1985, la moitié de la surface de la forêt était rasée. Selon une étude récente du World Watch Institute, la déforestation atteindrait maintenant 85%. Le gouvernement chinois a reconnu le rôle de cette déforestation massive dans les inondations catastrophiques de ces dernières années : en 1998, plus de 10 000 morts, 250 millions de sinistrés, et des millions de sans-abris suite aux crues du Chang Jiang.

Les villes chinoises produisent chaque année 149 millions de tonnes d’ordures, dont moins de 20 % sont recyclées.

La Chine a aussi des frontières communes avec deux zones administratives spéciales : Hong-Kong (30 km) et Macao (0,34 km).

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